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1、談概念設計在建筑結構設計中的應用【摘要】建筑結構設計作為建筑設計中重要組成部分，其對于建筑的承載性能、安全質量、造價水平以及美觀效果等都有著重要的影響。近年來隨著我國城鎮化建設步伐的加快，各種配套城市規劃的建筑拔地而起，本文就根據作者從事建筑結構設計的經驗，與同業人員進行探討。 【關鍵詞】建筑結構設計；概念設計；重要性分析；應用探討一、前言概念設計是展現先進設計思想的關鍵，一個結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。當然，加強建筑結構的概念設計，不僅僅是改善居民生活方式，提高居民生活質量的客觀要求，也是推進我2、國和諧社會，生態文明建設步伐的重要舉措。二、建筑結構概念設計的概念、依據以及重要性分析1、建筑結構概念設計概述所謂的概念設計一般指不經數值計算，尤其在一些難以作出精確分析或在規范中難以規定的問題中，依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法，可以在建筑設計的方案階段迅速、有效地對結構體系進行構思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的的經濟可靠性能。同時，也是判斷計算機內力分析輸出3、數據可靠與否的主要依據。結構概念設計是在經驗與理論相互結合的基礎上產生的，它是設計人員根據多年的實踐經驗和所學的理論知識，對結構設計形成的一種新的設計方法。這種方法既符合理論的科學性，又能結合施工的實際，補充理論的不足。在進行結構概念設計時，結構工程師將結構設計經驗與理論知識相結合，對建筑結構設計進行概念性地分析和比較，確立建筑結構的總體布局，形成合理的設計。2、建筑結構概念設計的依據概念設計必須有理論基礎知識作為行動準則，離開理論基礎知識的指導，結構設計就不會客觀，而變成主觀設計。同時也要依靠先進的設計工具，多方面的分析設計方案的合理性，并與理論基礎知識結合并用。讓結構總體系與各個分體系的工4、作原理和力學性質及構造處理原則相互融合。3、建筑結構概念設計的重要性分析概念設計是體現設計師先進設計思想的關鍵。當前在分工細化的市場環境下，大部分結構設計師更多的是依賴于各種設計規范、結構設計手冊、電腦程序等進行傳統的建筑結構設計，這在一定程度上缺乏了有效的創新。在計算機一體化應用的今天，設計師往往不能夠及時發現建筑結構設計中的一些不合理的內容。隨著設計師年齡的不斷增長，使得他們已有的設計概念逐漸模糊甚至遺忘，影響了設計成果的創新。注重結構概念設計的意義，還因為當前的結構設計理論同計算機理論之間存在一些缺陷和不足。概念設計之所以重要，還在于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現的5、。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結構概念、深入、深刻了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。三、概念設計在建筑結構設計中的應用1、合理選擇有利于建設的建筑場地建筑場地的選擇是必經階段，一個合理的選擇會為后續的整個結構建設起到至關重要的作用。建筑場地的選擇應注意以下幾個要素：建筑的邊界，保護的距離，防火、日照、防噪等的間距、建筑的高度控制、通視要求、對現有地形進行分析等等。同時要對建筑結構體系中的場地進行選擇，要選擇抗震系數高的，盡量避免在抗震系數低的地段進行建造，如果實在沒辦法避免，應該想辦法降低危險系數6、，這些都必須在建設之前做好準備。2.合理選擇建筑基礎在場地的選擇完成之后，應該根據不同的地形特征和結構形式進行結構基礎的建立，一般常包括樁基礎、箱形基礎和筏型基礎三種建筑基礎形式。（1）樁基礎：一般用在淺層地基的基礎上要建造重負荷的建筑物，此類建筑采用天然的地基無法承受如此高的荷載，因此采用樁地基的方法將荷載從上部結構中傳遞到下部堅實的持力層中。（2）箱型基礎。箱型基礎一般應用于高層建筑中，其將整體的剛力分散，使整體的剛力適當，將荷載通過上部結構均勻的分散到下部，并且改善了箱基不均勻沉降的問題，從而增強了建筑物的抗震抗災能力。（3）筏型基礎。筏型基礎的特點是低承載力、高負荷。其整體的剛度大結構7、穩定性好，可以將上部的超荷載分散到下部并且解決其壓力分布不均的問題。3.合理選擇結構規則和對稱的建筑主體上述的選擇場地和建筑基礎是建筑的基礎，其主體建筑才是結構選擇和建設的重中之重，其選擇必須合理、簡單、對稱，從布局上要求合理性有利于減小其扭轉力，使非結構件的工作狀態得到穩定和加強，較少耗材從而節約成本。通常建筑結構的對稱是指抗側力主體結構的對稱，通常選擇時可以選擇對稱的平面結構如簡體框架結構和剪力墻結構等。另外其內部的對稱也是需要結合建筑平面工程對其進行合理的布置，實現結構基本對稱的方法可以通過調整結構剛心、建筑物質心及平面形心三者之間的距離使三者盡可能地靠近。4.合理設計抗震抗災防線作為一8、個建筑最基本的要求就是具備良好的安全性。其主要表現在具有良好的抗震抗災能力及超強的重力承載能力。在設計中應設計多道抗震防線來減少地震帶來的威脅。可以適當控制的結構動力來減輕地震來臨之時產生的破壞力。在建筑結構遭受地震帶來的威脅之時可以通過贅余桿件發生變形來分散地震帶來的沖擊，同時可以使贅余桿件停止工作避開共振效應，使整個建筑結構過渡到另一種穩定的狀態。四、概念設計在建筑結構設計中應用的意義1.采用概念設計有利于擬補計算機設計能力的缺陷在方案設計的初級階段，工程師采用概念設計可以彌補計算機設計能力的缺陷，通過對之前經驗的總結可以對方案進行有效的篩選，有利于選擇價格低廉、結構合理并且效果突出的方案9、。2.采用概念設計具有創新性目前，工程師在結構設計中仍然停留在參照以前的設計、依靠規范的設計手冊，運用設定好的計算機編程采用傳統的設計模式進行設計，導致出來的設計方案沒有新意，而采用概念設計恰恰可以避免這類問題的發生，工程師可以依據自己多年的經驗展示自己的設計理念和設計思想，從而使設計別出新裁。3.采用概念設計可以提高設計水平采用概念設計可以有效的彰顯一個設計師獨特的設計風格和韻味，從側面可以看出設計師的設計水平，同時利用概念設計分析技術，可以有效的發現問題的根源所在，使最終的計算結果盡可能準確。4.采用概念設計可以使設計方案更具合理性在建筑設計選擇的階段，采用概念設計可以有效的構思結構體系，在對比的同時做出正確的選擇，最終的設計方案應具有清晰的思路及正確的定位。凸顯出概念設計的經濟性和可靠性原則，從而減少了不必要的麻煩運算。五、結束語總之，加強概念設計的研究以及概念設計在建筑結構設計中的應用分析，可以不斷的提高建筑結構設計的水平，促進建筑行業的發展。參考文獻1馮新波；馬春玲；孫景芳淺議高層建筑結構設計中的抗震概念設計科技致富向導2009-05-252鄭向超；凌勝濤；于春霞談建筑結構設計中的概念設計土木建筑學術文庫（第8卷）2007-09-01中國會議3趙真；謝禮立從歐洲抗震設計規范的一般規定淺談結構抗震概念設計的重要性地震工程與工程振動2011-10-15